JP6009626B1 - 車両構造およびアスファルト施工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】蛇行防止のための構造を有する車両等を提供する。【解決手段】トラクターとダンプトレーラーを連結部１１にて相対回転可能に連結するとともに、相対回転の防止および相対回転の防止状態の解除が可能な回転防止部１２を設ける。回転防止部１２では、トラクターのフレーム２２の受け部１２２に設けたピン１２１をダンプトレーラーのフレーム３１に設けた挿入部１２３に挿入することで、ダンプトレーラーのフレーム３１がトラクターのフレーム２２に対して固定され、トラクターとダンプトレーラーの相対回転が防止される。ピン１２１を挿入部１２３から退避すれば相対回転の防止状態が解除される。【選択図】図３

Description

本発明はトラクターとダンプトレーラーを連結した車両に関する。

道路舗装工事では、アスファルト合材をダンプトラックの荷台に載せて施工現場に運搬し、ダンプトラックをアスファルトフィニッシャーに連結してアスファルト合材を荷卸ししつつ、アスファルトフィニッシャーによりアスファルト合材を敷き均してローラーにより転圧する。この際ダンプトラックは駆動せず、アスファルトフィニッシャーでダンプトラックを前に押しながら路面に順次アスファルトを施工してゆく（特許文献１〜３等参照）。

特開平07-097803号公報 特開2003-184068号公報 特開2010-202160号公報

ダンプトラックでは一度に運搬できるアスファルト合材の量が少なく、運搬に多くの人員や車両を要する。一方、トラクターとダンプトレーラーを連結してトラクターによりダンプトレーラーを牽引し、ダンプトレーラーによりアスファルト合材の運搬を行うと、一度に運搬するアスファルト合材の量を増やすことができ、運搬に要する人員等が少なくて済む。

図９（ａ）に簡単に示すように、一般的にトラクター２００とダンプトレーラー３００はピンやカプラーなどによる連結部１１を用いて平面内で相対回転可能に連結し、運転時の回転半径を小さくして小回りが利くようにしている。

しかしながら、道路舗装時には、ダンプトラックの場合と同様、アスファルトフィニッシャーでダンプトレーラーを前に押しつつアスファルトの施工を行うことになる。従って、トラクターとダンプトレーラーを相対回転可能に連結していると、図９（ｂ）の矢印に示すようにダンプトレーラー３００が後ろから押された場合、トラクター２００が蛇行してその中心線がダンプトレーラー３００の中心線と一致しなくなる恐れがあり、安定した施工ができない。場合によっては、蛇行の修正のために、アスファルト合材の荷卸し時に跳ね上げたダンプトレーラー３００の荷台を一旦下ろしてトラクター２００を運転する必要があり、修正作業に時間がかかってしまう。

本発明は上記の問題に鑑みてなされたもので、蛇行防止のための構造を有する車両等を提供することを目的とする。

前述した課題を解決するための第１の発明は、トラクターとダンプトレーラーを連結部にて相対回転可能に連結した車両と、前記ダンプトレーラーに連結され、前記ダンプトレーラーを後ろから押して前進させるアスファルトフィニッシャーとを含み、前記アスファルトフィニッシャーによって前記ダンプトレーラーを押す際の前記トラクターとダンプトレーラーの相対回転の防止および前記相対回転の防止状態の解除が可能な回転防止部を前記車両に設けたことを特徴とする車両構造である。
第２の発明は、第１の発明の車両構造を用いたアスファルト施工方法であって、前記回転防止部によって前記トラクターとダンプトレーラーの相対回転を防止した状態で、前記アスファルトフィニッシャーによりアスファルトの施工を行いながら前記ダンプトレーラーを後ろから押して前進させることを特徴とするアスファルト施工方法である。

本発明では、トラクターとダンプトレーラーの相対回転を防止する回転防止部を設けたので、上記したようにダンプトレーラーが後ろから押される場合でも蛇行の心配がない。通常の運転時には回転防止部による相対回転の防止状態を解除すればよく、トラクターとダンプトレーラーの相対回転により小回りが利き好適に運転できる。

前記回転防止部は、ピンと前記ピンを挿入可能な挿入部を含むことが望ましい。
回転防止部としてピン等を用いることにより、簡易な構成にてトラクターとダンプトレーラーの相対回転を確実に防止できる。

前記回転防止部は、電気磁石と、前記電気磁石に磁着可能な電気磁石を含むことが望ましい。
電気磁石を用いた構成によっても、トラクターとダンプトレーラーの相対回転を簡易な構成にて確実に防止できる。

前記回転防止部は、前記ダンプトレーラーもしくは前記トラクターのフレームに当接可能なストッパーを含むことが望ましい。
ストッパーをダンプトレーラー等のフレームに当接させることでも、簡易な構成にてトラクターとダンプトレーラーの相対回転を確実に防止できる。

鉛直面内における前記ダンプトレーラーの荷台の左右方向の傾斜を計測するためのセンサと、鉛直面内における前記車両の車軸の傾斜を計測するためのセンサと、が設けられ、コンピュータによって前記荷台の傾斜と前記車軸の傾斜を比較し、傾斜の差を算出することが望ましい。また前記荷台は、前部を跳ね上げて傾斜させることが可能であり、前記荷台のセンサは、前記荷台の前部に設けられることも望ましい。
これにより、荷台の跳ね上げ時などでセンサから車両の傾斜状態を検知し、車両の横転等の被害を好適に防ぐことができる。

前記ダンプトレーラーの荷台に、障害物を感知するための感知装置を設けることが望ましい。例えば、前記感知装置は、少なくともレーダーまたはカメラのいずれかを含む。さらに前記荷台は、前部を跳ね上げて傾斜させることが可能であり、前記感知装置は、前記荷台の前部に設けられることも望ましい。
レーダーやカメラなどの感知装置により、荷台の跳ね上げ時などで周囲に障害物がないかをチェックし、障害物と荷台の衝突を好適に防ぐことができる。

前記ダンプトレーラーの荷台に、前記荷台に振動を与えるための振動発生装置を設けることが望ましい。
荷台の跳ね上げ時などに荷台を振動させることにより、運搬物の重力搬送を補助し、荷卸しがスムーズにできるようになる。

前記アスファルトフィニッシャーの操作員から前記トラクターの運転者に与える指示を表示するための表示部を設けることが望ましい。
トラクターとダンプトレーラーを連結すると車両の全長が大きくなり、アスファルトフィニッシャーの操作員などからの声、警笛、合図による指示が運転者に伝わりにくくなるが、上記の表示部にて指示を表示することにより、運転者に対し遠い位置からでも確実に指示を伝達することができる。

本発明により、蛇行防止のための構造を有する車両等を提供できる。

車両１を示す図 車両１を示す図 回転防止部１２の構成を示す図 アスファルト施工時の車両１の状態を示す図 アスファルト施工時の車両１の状態を示す図 車両１の傾斜状態について示す図 回転防止部１２の配置の別の例について示す図 連結構造の別の例について示す図 トラクター２００とダンプトレーラー３００を示す図

以下、図面に基づいて本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。

（１．トラクター２とダンプトレーラー３）
図１、図２は本発明の実施形態に係る車両１を示す図である。図１は車両１を側方から見た概略図であり、図２（ａ）は車両１を上から見た概略図である。図２（ｂ）は車両１の底面における車輪と車軸およびこれらに関連する要素の配置を示す図であり、他の部分の表示は省略している。

図１に示すように、車両１はトラクター２とダンプトレーラー３を連結構造１０で連結して構成される。

トラクター２は、ダンプトレーラー３を牽引して運転するものであり、キャブ２１とその後方のフレーム２２から構成される。キャブ２１の内部は運転席となっている。

キャブ２１とフレーム２２にはそれぞれ車輪２３が設けられる。図２（ｂ）に示すように、本実施形態では左右一対の車輪２３が車軸２４を中心にして回転可能に設けられる。各車軸２４には、鉛直面内における車軸２４の傾斜を計測するためのセンサ２４１が取付けられる。なお、左右とは車両１の幅方向を指すものとする。

ダンプトレーラー３は運搬物を荷台３２に載せて運ぶものであり、フレーム３１の上に荷台３２を配置して構成される。本実施形態では車両１を道路舗装に用いる例を説明し、運搬物はアスファルト合材であるものとする。

フレーム３１の前部は連結構造１０によってトラクター２のフレーム２２の後部に連結され、フレーム３１の後部には車輪３３が設けられる。

図２（ｂ）に示すように、本実施形態では車軸３４を中心にして回転可能な左右一対の車輪３３が前後３列に設けられる。各車軸３４には、前記と同様、鉛直面内における車軸３４の傾斜を計測するためのセンサ３４１が取付けられる。なお、前後とは車両１の長手方向を指すものとする。

図２（ａ）に示すように、ダンプトレーラー３には表示部３５が設けられる。表示部３５は運転者に与える指示を表示するためのものであり、例えば電光表示板が用いられる。表示部３５は、例えば一方の端部をフレーム３１の側部にヒンジ接続し、当該端部を中心として矢印Ａに示すように回転可能に取り付ける。従って、不要時にはフレーム３１側に倒して配置し運転の邪魔にならないようにできる。なお、表示部３５の設置位置はこれに限らず、トラクター２に設けてもよい。

荷台３２は運搬物を載せるものである。荷台３２の前部はジャッキ３６（図４参照）により跳ね上げることができ、これにより荷台３２を傾斜させて運搬物を重力によって後方へと搬送し荷卸しできる。

図２（ａ）に示すように、荷台３２の前部のアオリ（荷台３２を囲む枠）には、センサ３２１が設けられる。センサ３２１は、鉛直面内における当該アオリの左右方向の傾斜を計測するためのものである。

このアオリには、障害物を感知するための感知装置３２２も設けられる。感知装置３２２は例えばレーダーであり、左右両側に３つ一組で設けられる。３つの感知装置３２２は、それぞれ前方、後方、上方の障害物を感知するものである。

感知装置３２２としては、レーダーに代えてあるいはレーダーと併用してカメラを設けることも可能であり、カメラで撮影した動画等を運転席で表示して視認したり、あるいはカメラに接続したコンピュータ（不図示）で動画等を画像解析することにより障害物を認識できる。

本実施形態では、荷台３２の床部に振動発生装置３２３が設けられる。振動発生装置３２３は荷台３２に振動を与えることで荷卸しをスムーズに行うためのものである。振動発生装置３２３としては既知の小型起振機等を用いることができる。

図２（ａ）に示すように、本実施形態では振動発生装置３２３が床部において左右３つ並べて配置され、これが前後４列に設けられる。振動の方向は例えば床面の法線方向とするが、他の方向、例えば左右方向の振動でもよい。また振動発生装置３２３の数や配置も特に限定されない。

また図示は省略したが、上記の他、荷台３２では開閉式のカバーを側部のアオリに設けることなどもできる。

（２．連結構造１０）
図１に示すように、連結構造１０は、連結部１１と回転防止部１２から構成される。

連結部１１は、トラクター２とダンプトレーラー３を平面内で相対回転可能に連結するものである。連結部１１は既知のものでよく、例えばトラクター２のフレーム２２に設けたカプラー内にダンプトレーラー３のフレーム３１に設けたピンを配置し、当該ピンを軸として図２（ａ）の矢印Ｂに示すように相対回転可能にトラクター２とダンプトレーラー３とを連結する。

回転防止部１２は、上記した相対回転の防止および相対回転の防止状態の解除を可能とする機構である。図３は回転防止部１２の構成を示す図である。図３（ａ）は回転防止部１２を側方から見た図であり、図３（ｂ）は回転防止部１２を上から見た図である。

本実施形態では、トラクター２のフレーム２２に配置した受け部１２２に矢印Ｃに示すように伸縮可能なピン１２１を設け、伸長させたピン１２１をダンプトレーラー３のフレーム３１に設けた挿入部１２３に挿入する。これによりダンプトレーラー３のフレーム３１がトラクター２のフレーム２２に対して固定され、トラクター２とダンプトレーラー３の相対回転を防止できる。ピン１２１を収縮させて挿入部１２３から退避すれば相対回転の防止状態が解除されて相対回転可能となる。

ピン１２１等による回転防止部１２は図３（ｂ）に示すように左右一対設けられる。しかしながら、回転防止部１２は１つだけでもよく、あるいは３つ以上設けてもよい。その配置も特に限定されない。

（３．アスファルトの施工）
図４は道路舗装の際のアスファルト施工時の車両１の状態を示す概略図である。道路舗装時には、ダンプトレーラー３の後部がアスファルトフィニッシャー４に連結される。ダンプトレーラー３では荷台３２の前部がジャッキ３６により跳ね上げられ、これにより荷台３２を傾斜させて重力によりアスファルト合材を搬送しアスファルトフィニッシャー４に荷卸しする。

アスファルト合材はアスファルトフィニッシャー４のスクリードにより路面に敷き均される。道路舗装の際は、こうしてアスファルト合材を路面に敷き均しながら、アスファルトフィニッシャー４によってトラクター２およびダンプトレーラー３を矢印Ｄに示すように後ろから押して前進させる。

本実施形態では、この時、図５に示すように回転防止部１２のピン１２１を挿入部１２３に挿入することで、図９等で説明したようなトラクター２とダンプトレーラー３の相対回転による蛇行を防止でき、安定した施工が可能となる。

また本実施形態では、荷台３２の前部のアオリのセンサ３２１と車軸２４、３４のセンサ２４１、３４１（図２（ｂ）参照）にて、荷台３２の前部のアオリの左右方向の鉛直面内における傾斜（図６の傾斜α参照）、車軸２４の鉛直面内における傾斜、車軸３４の鉛直面内における傾斜（図６の傾斜β参照）を計測する。

これらの傾斜を各センサに接続されたコンピュータ（不図示）で比較し、例えば荷台３２の前部のアオリの傾斜αと車軸３４（または車軸２４）の傾斜βの差が所定値以上であれば横転の可能性が有り危険として、警報装置（不図示）により警報を発生させることができる。運転者はこれに応じてジャッキ３６を収縮させて荷台３２を下ろすなど、適切な対応が行える。

傾斜の差が所定値以上であれば警報を発することなく即時に荷台３２を自動で下ろすようにしたり、警報発生後所定時間荷台３２が下されなければ荷台３２を自動で下ろすようにしてもよい。また傾斜の差ではなく傾斜の値自体に着目し、荷台３２の前部のアオリの傾斜あるいは車軸２４、３４の傾斜の値が許容範囲を超えていれば危険として警報等を行うことも可能である。

さらに、感知装置３２２にて前後および上方の障害物の感知を行うことで、障害物を感知した場合には同じく警報装置（不図示）により警報を発生させるなどして運転者にこれを知らせることができる。運転者は警報に応じて荷台３２を下ろすなど適切な対応をして障害物を避けることができる。

また荷台３２の上げ下げや静止、あるいはトラクター２の停止や前進後退、左右のハンドル切替、また荷台３２に設けたシートの開閉など、車両１の運転者に対する指示はアスファルトフィニッシャー４の操作員などから有線等の通信手段により前記の表示部３５に入力し、表示させることができる。これにより、運転者から遠い位置にあるアスファルトフィニッシャー４の操作員からの指示も運転者へと確実に伝達することができる。

さらに、荷卸し時には振動発生装置３２３により荷台３２を振動させることで、アスファルト合材などの運搬物を落下させやすくなり、荷台３２をジャッキ３６でそれほど跳ね上げなくても（例えば４５°の傾斜角となるまで跳ね上げなくても）荷卸しがスムーズにできる。

以上説明したように、本実施形態によれば、トラクター２とダンプトレーラー３の相対回転を防止する回転防止部１２を設けたので、上記したようにダンプトレーラー３が後ろから押される場合でも蛇行の心配がなく安定した施工ができる。通常の運転時には回転防止部１２による相対回転の防止状態を解除すればよく、トラクター２とダンプトレーラー３の相対回転により小回りが利き好適に運転できる。

また本実施形態では回転防止部１２としてピン１２１等を用いることにより、簡易な構成にてトラクター２とダンプトレーラー３の相対回転を確実に防止できる。

さらに、本実施形態ではセンサ２４１、３２１、３４１などにより車両１の傾斜状態を検知でき、荷台３２の跳ね上げ時などで車両１の横転等の被害を好適に防ぐことができる。また荷台３２に障害物を感知するためのレーダーやカメラによる感知装置３２２を設けるので、荷台３２の跳ね上げ時などで周囲に障害物がないかをチェックし、障害物と荷台３２の衝突を好適に防ぐことができる。障害物の感知は勿論通常の運転時にも行うことができる。

さらに、本実施形態では振動発生装置３２３により荷台３２を振動させることによって重力搬送を補助し、荷卸しがスムーズにできるようになる。またトラクター２とダンプトレーラー３を連結すると車両１の全長が大きくなり、アスファルトフィニッシャー４の操作員からの声、警笛、合図による指示が運転者に伝わりにくくなるが、表示部３５にて指示を表示することにより、運転者に対し遠い位置からでも確実に指示を伝達することができる。

しかしながら、本発明はこれに限ることはない。例えば、本実施形態では車両１を道路舗装に用いる例を説明し、運搬物はアスファルト合材としたが、車両１の用途や運搬物がこれに限ることはない。例えば車両１は道路表面の切削時などで切削材の積み込みにも使用でき、切削機の操作員からの指示についても表示部３５を用いて運転者に確実に伝達できる。

さらに、前記したように回転防止部１２の数や配置は限定されず、相対回転の防止と相対回転の防止状態の解除が好適にできるものであればよい。例えば図７は図５と同様、アスファルトの施工時を示す図であるが、図７に示すように、トラクター２およびダンプトレーラー３の中心線（鎖線を参照）に対して対称となる位置に回転防止部１２を左右一対設けるのに加え、連結部１１の後方の当該中心線上の位置に回転防止部１２をさらに１つ設けてもよい。

また相対回転の防止方法についても上記の実施形態で説明したものに限らない。そこで、本発明の別の例として連結構造の回転防止部が異なる例について第２の実施形態として説明する。第２の実施形態は第１の実施形態と異なる構成要素について説明し、同様の構成要素については同じ符号を付すなどして説明を省略する。また第１の実施形態で説明した回転防止部１２や第２の実施形態で説明する回転防止部は互いに併用することも可能である。

[第２の実施形態]
図８（ａ）の連結構造１０ａの回転防止部１３は、通電した電気磁石１３１ａ、１３２ａを相対回転の防止に用いるものである。

すなわち、ダンプトレーラー３のフレーム３１に配置したホルダー１３３にピン１３１を矢印Ｅに示すように上下動可能に設け、ピン１３１を下降させてピン下端の電気磁石１３１ａをトラクター２のフレーム２２に設けた挿入部１３２に挿入し、挿入部１３２の底部に設けた電気磁石１３２ａに接触固定する。これにより、トラクター２とダンプトレーラー３の相対回転を防止する。

電気磁石１３１ａ、１３２ａの通電を停止しピン１３１を引き上げて挿入部１３２から退避させることで、トラクター２とダンプトレーラー３の相対回転の防止状態が解除される。なお、電気磁石１３２ａは挿入部１３２に設けるのでなく、フレーム２２の表面に設けてもよい。この例では、電気磁石１３１ａ、１３２ａを用いる簡易な構成により、トラクター２とダンプトレーラー３の相対回転を確実に防止できる。

図８（ｂ）の連結構造１０ｂの回転防止部１４は、プレート１４１（ストッパー）をダンプトレーラー３のフレーム３１に当接させ、相対回転の防止に用いるものである。

すなわち、トラクター２のフレーム２２には軸１４２ａを取付けたブラケット１４２が設けられており、プレート１４１を軸１４２ａを中心として矢印Ｆに示すように回転可能に設け、図８（ｂ）に示すようにプレート１４１を立ち上げた状態とすることにより、プレート１４１をダンプトレーラー３のフレーム３１に当接させてストッパーとして機能させ、トラクター２とダンプトレーラー３の相対回転を防止する。

プレート１４１をフレーム２２側に倒すことによりトラクター２とダンプトレーラー３の相対回転の防止状態が解除される。この例でも、簡易な構成にてトラクター２とダンプトレーラー３の相対回転を確実に防止できる。なお同様のプレートをダンプトレーラー３のフレーム３１の下面に設け、トラクター２のフレーム２２に当接可能にしてもよい。

以上、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１；車両
２、２００；トラクター
３、３００；ダンプトレーラー
４；アスファルトフィニッシャー
１０、１０ａ、１０ｂ；連結構造
１１；連結部
１２、１３、１４；回転防止部
２１；キャブ
２２、３１；フレーム
２３、３３；車輪
２４、３４；車軸
３２；荷台
３５；表示部
３６；ジャッキ
２４１、３２１、３４１；センサ
３２２；感知装置
１２１、１３１；ピン
１２２；受け部
１２３、１３２；挿入部
１３１ａ、１３２ａ；電気磁石
１３３；ホルダー
１４１；プレート
１４２；ブラケット
１４２ａ；軸
３２３；振動発生装置

Claims (11)

1. トラクターとダンプトレーラーを連結部にて相対回転可能に連結した車両と、
   前記ダンプトレーラーに連結され、前記ダンプトレーラーを後ろから押して前進させるアスファルトフィニッシャーとを含み、
   前記アスファルトフィニッシャーによって前記ダンプトレーラーを押す際の前記トラクターとダンプトレーラーの相対回転の防止および前記相対回転の防止状態の解除が可能な回転防止部を前記車両に設けたことを特徴とする車両構造。
2. 前記回転防止部は、ピンと前記ピンを挿入可能な挿入部を含むことを特徴とする請求項１記載の車両構造。
3. 前記回転防止部は、電気磁石と、前記電気磁石に磁着可能な電気磁石を含むことを特徴とする請求項１または請求項２記載の車両構造。
4. 鉛直面内における前記ダンプトレーラーの荷台の左右方向の傾斜を計測するためのセンサと、
   鉛直面内における前記車両の車軸の傾斜を計測するためのセンサと、
   が設けられ、
   コンピュータによって前記荷台の傾斜と前記車軸の傾斜を比較し、傾斜の差を算出することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の車両構造。
5. 前記荷台は、前部を跳ね上げて傾斜させることが可能であり、
   前記荷台のセンサは、前記荷台の前部に設けられることを特徴とする請求項４記載の車両構造。
6. 前記ダンプトレーラーの荷台に、障害物を感知するための感知装置を設けたことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の車両構造。
7. 前記感知装置は、少なくともレーダーまたはカメラのいずれかを含むことを特徴とする請求項６記載の車両構造。
8. 前記荷台は、前部を跳ね上げて傾斜させることが可能であり、
   前記感知装置は、前記荷台の前部に設けられることを特徴とする請求項６または請求項７記載の車両構造。
9. 前記ダンプトレーラーの荷台に、前記荷台に振動を与えるための振動発生装置を設けたことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載の車両構造。
10. 前記アスファルトフィニッシャーの操作員から前記トラクターの運転者に与える指示を表示するための表示部を設けたことを特徴とする請求項１から請求項９のいずれかに記載の車両構造。
11. 請求項１から請求項１０のいずれかに記載の車両構造を用いたアスファルト施工方法であって、
    前記回転防止部によって前記トラクターとダンプトレーラーの相対回転を防止した状態で、前記アスファルトフィニッシャーによりアスファルトの施工を行いながら前記ダンプトレーラーを後ろから押して前進させることを特徴とするアスファルト施工方法。

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